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Mechanik – Statik & Dynamik

Weg bei gleichmäßiger Beschleunigung

Welchen Weg legt ein Körper aus dem Stand in der Zeit t zurück?

Umstellen nach

Bei gleichmäßig beschleunigter Bewegung aus dem Stand wächst der zurückgelegte Weg mit dem Quadrat der Zeit: s = ½ · a · t². Die Formel folgt daraus, dass die mittlere Geschwindigkeit in dieser Zeit die Hälfte der Endgeschwindigkeit a · t ist. Doppelte Zeit bedeutet also vierfachen Weg.

Typische Anwendungen sind Anfahrstrecken von Fahrzeugen und Förderbändern, Beschleunigungswege von Kranlaufwerken und – mit a = g – der freie Fall. Mit Anfangsgeschwindigkeit lautet die allgemeine Form s = v₀ · t + ½ · a · t².

Größen und Einheiten

SymbolBedeutungEinheit
Wegzurückgelegte Strecke ab dem Standm
Beschleunigungkonstante Beschleunigungm/s²
ZeitDauer der Beschleunigung ab dem Stands

Rechner

m
m/s²
s

Ergebnis

Rechenweg

  1. Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.

GrafikWeg über der Zeit (Parabel)

Weg über der Zeit (Parabel)Arbeitspunkt bei t = 10 s und s = 60 m.0100150200250051520t in ss in m6010
Beispiel: 60 m

Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.

Beispiel

Derselbe Lkw beschleunigt aus dem Stand gleichmäßig mit 1,2 m/s². Welchen Weg legt er in den ersten 10 s zurück?

  1. Gegeben: a = 1,2 m/s², t = 10 s, v₀ = 0. Gesucht: s.
  2. Formel: s = ½ · a · t².
  3. Einsetzen: s = 0,5 · 1,2 m/s² · (10 s)² = 0,5 · 1,2 · 100 m = 60 m.
  4. Kontrolle: Endgeschwindigkeit 12 m/s, mittlere Geschwindigkeit 6 m/s, Weg = 6 m/s · 10 s = 60 m.

Ergebnis: 60 m

Gültigkeit & Hinweise

  • Gilt für konstante Beschleunigung und Start aus dem Stand (v₀ = 0). Allgemein: s = v₀ · t + ½ · a · t².
  • Für den Bremsweg aus der Geschwindigkeit v ist die Form s = v² / (2 · a) praktischer.
  • Die Umstellung nach t setzt a > 0 voraus.

Typische Fehler

  • Faktor ½ vergessen – das ergibt den doppelten Weg.
  • Zeit nicht quadriert.
Verwandte Formeln:Quelle: Grundlagen der Technischen Mechanik (z. B. Böge), Tabellenbuch Metall